यूकेरियोट्स के विपरीत, बैक्टीरिया में एक गठित नाभिक नहीं होता है, लेकिन उनका डीएनए पूरे सेल में बिखरा नहीं होता है, लेकिन एक न्यूक्लियॉइड नामक एक कॉम्पैक्ट संरचना में केंद्रित होता है। कार्यात्मक शब्दों में, यह एक परमाणु उपकरण का एक कार्यात्मक एनालॉग है।
न्यूक्लिओइड क्या है
एक बैक्टीरियल न्यूक्लियॉइड उनकी कोशिकाओं में एक ऐसा क्षेत्र होता है जिसमें संरचित आनुवंशिक सामग्री होती है। यूकेरियोटिक नाभिक के विपरीत, यह शेष कोशिकीय सामग्री से एक झिल्ली द्वारा अलग नहीं होता है और इसका कोई स्थायी आकार नहीं होता है। इसके बावजूद, जीवाणुओं का आनुवंशिक तंत्र कोशिका द्रव्य से स्पष्ट रूप से अलग होता है।
शब्द का अर्थ ही "नाभिक जैसा" या "परमाणु क्षेत्र" है। इस संरचना को पहली बार 1890 में जूलॉजिस्ट ओटो बुचली द्वारा खोजा गया था, लेकिन यूकेरियोट्स के आनुवंशिक तंत्र से इसके अंतर को 1950 के दशक की शुरुआत में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी तकनीक के लिए धन्यवाद दिया गया था। "न्यूक्लियॉइड" नाम "जीवाणु गुणसूत्र" की अवधारणा से मेल खाता है, यदि बाद वाला एक ही प्रति में एक कोशिका में समाहित है।
न्यूक्लियॉइड में प्लास्मिड शामिल नहीं होते हैंजीवाणु जीनोम के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल तत्व हैं।
जीवाणु न्यूक्लियॉइड की विशेषताएं
आमतौर पर, न्यूक्लियॉइड जीवाणु कोशिका के मध्य भाग पर कब्जा कर लेता है और अपनी धुरी के साथ उन्मुख होता है। इस कॉम्पैक्ट गठन की मात्रा 0.5 माइक्रोन से अधिक नहीं है3, और आणविक भार 1×109 से 3×10 तक भिन्न होता है। 9 डाल्टन। कुछ बिंदुओं पर, न्यूक्लियॉइड कोशिका झिल्ली से बंधा होता है।
जीवाणु नाभिक में तीन घटक होते हैं:
- डीएनए।
- संरचनात्मक और नियामक प्रोटीन।
- आरएनए।
डीएनए में एक गुणसूत्र संगठन है जो यूकेरियोटिक से अलग है। सबसे अधिक बार, जीवाणु न्यूक्लियॉइड में एक गुणसूत्र या इसकी कई प्रतियां होती हैं (सक्रिय वृद्धि के साथ, उनकी संख्या 8 या अधिक तक पहुंच जाती है)। यह सूचक सूक्ष्मजीव के जीवन चक्र के प्रकार और अवस्था के आधार पर भिन्न होता है। कुछ जीवाणुओं में जीन के विभिन्न सेटों के साथ कई गुणसूत्र होते हैं।
न्यूक्लियॉइड के केंद्र में डीएनए काफी कसकर पैक किया जाता है। यह क्षेत्र राइबोसोम, प्रतिकृति और प्रतिलेखन एंजाइमों के लिए दुर्गम है। इसके विपरीत, न्यूक्लियॉइड के परिधीय क्षेत्र के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक लूप साइटोप्लाज्म के सीधे संपर्क में होते हैं और जीवाणु जीनोम के सक्रिय क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
जीवाणु नाभिक में प्रोटीन घटक की मात्रा 10% से अधिक नहीं होती है, जो यूकेरियोटिक क्रोमैटिन की तुलना में लगभग 5 गुना कम है। अधिकांश प्रोटीन डीएनए से जुड़े होते हैं और इसकी संरचना में भाग लेते हैं। आरएनए एक उत्पाद हैजीवाणु जीन का प्रतिलेखन, जो न्यूक्लियॉइड की परिधि पर किया जाता है।
बैक्टीरिया का आनुवंशिक तंत्र एक गतिशील संरचना है जो अपने आकार और संरचनात्मक संरचना को बदलने में सक्षम है। इसमें यूकेरियोटिक कोशिका के केंद्रक की विशेषता वाले न्यूक्लियोली और माइटोटिक तंत्र का अभाव होता है।
जीवाणु गुणसूत्र
ज्यादातर मामलों में, बैक्टीरियल न्यूक्लियॉइड क्रोमोसोम का एक बंद वलय आकार होता है। रैखिक गुणसूत्र बहुत कम आम हैं। किसी भी मामले में, इन संरचनाओं में एक एकल डीएनए अणु होता है, जिसमें बैक्टीरिया के अस्तित्व के लिए आवश्यक जीन का एक सेट होता है।
क्रोमोसोमल डीएनए सुपरकोल्ड लूप के रूप में पूरा होता है। प्रति गुणसूत्र छोरों की संख्या 12 से 80 तक भिन्न होती है। प्रत्येक गुणसूत्र एक पूर्ण प्रतिकृति है, क्योंकि जब डीएनए को दोगुना किया जाता है तो पूरी तरह से कॉपी किया जाता है। यह प्रक्रिया हमेशा प्रतिकृति (ओआरआईसी) की उत्पत्ति से शुरू होती है, जो प्लाज्मा झिल्ली से जुड़ी होती है।
एक गुणसूत्र में डीएनए अणु की कुल लंबाई एक जीवाणु के आकार से अधिक परिमाण के कई क्रम होते हैं, इसलिए इसे पैकेज करना आवश्यक हो जाता है, लेकिन कार्यात्मक गतिविधि को बनाए रखते हुए।
यूकेरियोटिक क्रोमैटिन में, ये कार्य मुख्य प्रोटीन - हिस्टोन द्वारा किए जाते हैं। जीवाणु न्यूक्लियॉइड में डीएनए-बाध्यकारी प्रोटीन होते हैं जो आनुवंशिक सामग्री के संरचनात्मक संगठन के लिए जिम्मेदार होते हैं, और जीन अभिव्यक्ति और डीएनए प्रतिकृति को भी प्रभावित करते हैं।
न्यूक्लियॉइड से जुड़े प्रोटीन में शामिल हैं:
- हिस्टोन जैसे प्रोटीन एचयू, एच-एनएस, एफआईएस और आईएचएफ;
- टोपोइज़ोमेरेज़;
- एसएमसी परिवार के प्रोटीन।
आनुवंशिक सामग्री के सुपरकोइलिंग पर अंतिम 2 समूहों का सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।
गुणसूत्र डीएनए के ऋणात्मक आवेशों का उदासीनीकरण पॉलीमाइन और मैग्नीशियम आयनों द्वारा किया जाता है।
न्यूक्लिओइड की जैविक भूमिका
सबसे पहले, बैक्टीरिया के लिए न्यूक्लियॉइड आवश्यक है ताकि वंशानुगत जानकारी को संग्रहीत और प्रसारित किया जा सके, साथ ही इसे सेलुलर संश्लेषण के स्तर पर लागू किया जा सके। दूसरे शब्दों में, इस गठन की जैविक भूमिका डीएनए के समान ही है।
अन्य बैक्टीरियल न्यूक्लियॉइड कार्यों में शामिल हैं:
- आनुवंशिक सामग्री का स्थानीयकरण और संघनन;
- कार्यात्मक डीएनए पैकेजिंग;
- चयापचय का नियमन।
डीएनए संरचना न केवल अणु को सूक्ष्म कोशिका में फिट होने देती है, बल्कि प्रतिकृति और प्रतिलेखन प्रक्रियाओं के सामान्य प्रवाह के लिए स्थितियां भी बनाती है।
न्यूक्लियॉइड के आणविक संगठन की विशेषताएं डीएनए संरचना को बदलकर सेलुलर चयापचय के नियंत्रण के लिए स्थितियां बनाती हैं। क्रोमोसोम के कुछ हिस्सों को साइटोप्लाज्म में लूप करके विनियमन होता है, जो उन्हें ट्रांसक्रिप्शन एंजाइम के लिए उपलब्ध कराता है, या इसके विपरीत, उन्हें खींचकर।
पता लगाने के तरीके
बैक्टीरिया में एक न्यूक्लियॉइड का नेत्रहीन पता लगाने के 3 तरीके हैं:
- प्रकाश माइक्रोस्कोपी;
- फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी;
- इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी।
तरीके के आधार परतैयारी और अनुसंधान पद्धति की तैयारी, न्यूक्लियॉइड अलग दिख सकता है।
लाइट माइक्रोस्कोपी
प्रकाश माइक्रोस्कोप का उपयोग करके एक न्यूक्लियॉइड का पता लगाने के लिए, बैक्टीरिया को पहले दाग दिया जाता है ताकि न्यूक्लियॉइड का रंग बाकी सेलुलर सामग्री से अलग हो, अन्यथा यह संरचना दिखाई नहीं देगी। एक कांच की स्लाइड पर बैक्टीरिया को ठीक करना भी अनिवार्य है (इस मामले में, सूक्ष्मजीव मर जाते हैं)।
प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के लेंस के माध्यम से, न्यूक्लियॉइड स्पष्ट सीमाओं के साथ बीन के आकार की संरचना जैसा दिखता है, जो कोशिका के मध्य भाग में व्याप्त है।
रंग लगाने के तरीके
ज्यादातर मामलों में, बैक्टीरिया के लिए निम्नलिखित धुंधला तरीकों का उपयोग प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा न्यूक्लियॉइड की कल्पना करने के लिए किया जाता है:
- रोमानोव्स्की-गिमेसा के अनुसार;
- फेलजेन विधि।
रोमानोव्स्की-गिमेसा के अनुसार धुंधला होने पर, बैक्टीरिया को मिथाइल अल्कोहल के साथ एक ग्लास स्लाइड पर पहले से तय किया जाता है, और फिर 10-20 मिनट के लिए उन्हें एज़्योर, इओनिन और मेथिलीन ब्लू के बराबर मिश्रण से डाई के साथ लगाया जाता है।, मेथनॉल में भंग। नतीजतन, न्यूक्लियॉइड बैंगनी हो जाता है और साइटोप्लाज्म हल्का गुलाबी हो जाता है। माइक्रोस्कोपी से पहले, दाग को हटा दिया जाता है और स्लाइड को डिस्टिलेट से धोया जाता है और सुखाया जाता है।
Feulgen विधि कमजोर एसिड हाइड्रोलिसिस का उपयोग करती है। नतीजतन, जारी डीऑक्सीराइबोज एल्डिहाइड के रूप में गुजरता है और शिफ अभिकर्मक के फुकसिन-सल्फ्यूरस एसिड के साथ बातचीत करता है। नतीजतन, न्यूक्लियॉइड लाल हो जाता है, और साइटोप्लाज्म नीला हो जाता है।
फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी
फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी हैप्रकाश की तुलना में उच्च संकल्प। इस पद्धति में तैयारी के निर्धारण और धुंधला होने की आवश्यकता नहीं होती है - अवलोकन जीवित जीवाणुओं के लिए होता है। ऐसी कोशिकाओं में न्यूक्लियॉइड डार्क साइटोप्लाज्म की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक हल्के अंडाकार क्षेत्र की तरह दिखता है। फ्लोरोसेंट डाई लगाने से एक अधिक प्रभावी तरीका बनाया जा सकता है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से न्यूक्लियॉइड का पता लगाना
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत न्यूक्लियॉइड परीक्षा की तैयारी तैयार करने के 2 तरीके हैं:
- अल्ट्रा-थिन कट;
- जमे हुए बैक्टीरिया को काटें।
जीवाणु के एक अल्ट्राथिन खंड के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ में, न्यूक्लियॉइड में एक घने नेटवर्क संरचना का आभास होता है जिसमें पतले तंतु होते हैं, जो आसपास के साइटोप्लाज्म की तुलना में हल्का दिखता है।
प्रतिरक्षण के बाद जमे हुए जीवाणु के एक हिस्से पर, न्यूक्लियॉइड एक कोरल जैसी संरचना की तरह दिखता है जिसमें घने कोर और पतले प्रोट्रूशियंस साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक तस्वीरों में, बैक्टीरिया का न्यूक्लियॉइड अक्सर कोशिका के मध्य भाग पर कब्जा कर लेता है और एक जीवित कोशिका की तुलना में कम मात्रा में होता है। यह तैयारी को ठीक करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रसायनों के संपर्क में आने के कारण होता है।
